林軍
近年來江蘇、廣東高考中,無機流程題持續出現。它以化工生產實踐為背景,生產流程圖為載體,綜合考查學生對化學基本理論、元素化合物、化學實驗、化學計算、綠色化學等知識的掌握情況;綜合考查學生獲取信息能力、分析評價能力、運用解決能力、數據處理能力和描述表達能力等。由于情境陌生度大、問題設計靈活、化學素養要求高,學生往往難以拿到高分。怎樣才能有效地解決這類問題呢?
一、抓住命題特征,理解問題設計邏輯,明晰解題思路
無機流程題以化工生產實踐為背景,而化工生產往往考慮原料的來源、利潤的最大化以及對環境的影響等因素,這就決定了化工生產的流程要盡量做到使產品“價廉物美”。“價廉物美”也就必定成為無機流程題問題設計的基本邏輯,也就是我們解決這類問題思維的基本出發點。在此邏輯下,將化學基本理論、元素化合物、化學實驗、化學計算、綠色化學等知識和獲取信息能力、分析評價能力、運用解決能力、數據處理能力和描述表達能力進行整合應用,從而有效解決這類問題。
二、運用建模思想,解讀化工生產流程,謀求整體突破
1.構建運用模型 泛讀流程 抓住核心反應
依據“價廉物美”這一無機流程設計的基本
性或強酸性,若呈強堿性所給離子能大量共存,若呈強酸性,CO2-3不能大量共存,且酸性環境中NO-3具有強氧化性與鋁反應不會產生氫氣。答案:C。
3.排除法
把不在結論(答案)范圍內的其他結論排除掉的方法。如題目要求是酸性環境,則能與H+反應的離子不能共存。
例9下列各組離子,在指定環境中一定能大量共存的是( )。
A.pH=7的溶液中:Al3+、K+、SO2-4、HCO-3
B.FeCl2溶液中:SO2-4、H+、MnO-4、Na+
C.能使pH試紙變深紅色的溶液中:S2-、SO2-3、S2O2-3、SO2-4
D.滴加甲基橙試劑顯紅色的溶液中:Na+、NH+4、Cl-、NO-3
解析選項A中Al3+與HCO-3水解相互促進生成Al(OH)3和CO2,不能大量共存;B中MnO-4能氧化Fe2+,不能大量共存;C中溶液顯酸性,S2-、SO2-3、S2O2-3發生氧化還原反應,不能大量共存;D中溶液顯酸性,可以大量共存,所以正確的答案選D。答案:D。
4.隱含條件法
題目中沒有明確告訴溶液的酸堿性,需要自己進行判斷。如:由水電離的c(H+)=1×10-14 mol·L-1的溶液、水電離出來的H+和OH-濃度的乘積為1×10-28的溶液、放入鋁片能放出H2的溶液等,其隱含的條件是該溶液既可能為酸性也可能為堿性。
例10下列各組離子在指定溶液中能大量共存的是( )。
①pH=11的溶液中:CO2-3、Na+、AlO-2、NO-3;
②無色溶液中:K+、Na+、MnO-4、SO2-4;③加入Al能放出H2的溶液中:Cl-、HCO-3、SO2-4、NH+4;
④酸性溶液中:Fe2+、Al3+、NO-3、Cl-;
⑤由水電離出的c(OH-)=1×10-13mol·L-1的溶液中:Na+、Ba2+、Cl-、Br-。
A.①⑤ B.②③ C.②④ D.③⑤
解析②中MnO-4顯紫紅色;③中“加入Al能放出H2的溶液”顯酸性或堿性,HCO-3都不能存在;④中Fe2+、NO-3在酸性溶液中能發生氧化還原反應,故不能大量共存;⑤中“由水電離出的c(OH-)=1×10-13mol·L-1的溶液”顯酸性或堿性,Na+、Ba2+、Cl-、Br-都可以大量共存。答案:A。
(收稿日期:2015-01-05)